LTH först i världen med nytt 256-antennsystem för framtidens 6G

Forskare vid Lunds universitet har utvecklat en av världens mest avancerade testmiljöer för framtidens trådlösa kommunikation. Med det nya testsystemet har forskarna för första gången visat att ett distribuerat trådlöst nätverk med 256 antenner digitalt riktade signaler kan fungera i realtid.

Genombrottet skapar nya möjligheter att utveckla de tekniker som väntas bli centrala i framtidens 6G-nät.

– Vi har visat att tekniken fungerar med 256 antenner placerade på olika platser där signaler och data hanteras samordnat i realtid, säger Dumitra Iancu, doktorand i integrerade elektroniksystem vid Lunds Tekniska Högskola.

Behovet av ny kommunikationsteknik ökar snabbt. Antalet uppkopplade användare fortsätter att växa samtidigt som industriell digitalisering, autonoma fordon och nya samhällskritiska tjänster ställer allt högre krav på kapacitet, tillförlitlighet och säkerhet. Samtidigt är radiofrekvenserna som används för att skicka trådlösa signaler en begränsad resurs som måste användas mer effektivt. Det är ett viktigt steg mot framtidens trådlösa nätverk att lösa den frågan.

– Med hjälp av testbädden kan vi undersöka hur vi kan effektivisera användningen av befintligt frekvensutrymme att skicka radiosignaler, vilket möjliggör fler användare och större nätverkskapacitet, säger Ove Edfors, professor i radiosystem vid LTH.

Storleksmässigt i en egen klass

LuLIS (Lund University Large Intelligent Surface) består av 16 programmerbara paneler med 16 antenner vardera och bygger på specialiserad hårdvara från AMD, och är storleksmässigt i en egen klass. Systemet är modulärt uppbyggt, vilket gör det möjligt att både lägga till delar och sprida ut dem i olika miljöer.

– Uppställningen är också flexibel då den är styrd av mjukvara, så att förändringar i till exempel hur data skickas kan göras på ett enklare sätt jämfört med att behöva byta ut hårdvara, säger Lina Tinnerberg, doktorand i integrerade elektroniksystem.

– En viktig del av att praktiskt bygga och demonstrera olika tekniker är att vi då kan upptäcka utmaningar och praktiska problem, som kanske inte upptäcks i teoretiska studier. Vi har sett och löst problem när det kommer till synkronisering av signaler och att dela upp beräkningar, säger Liang Liu, professor i integrerade elektroniksystem.

Speglar verklighetens behov

Forskargruppen vid LTH var också först i världen med att demonstrera att massive MIMO – användning av ett mycket stort antal antenner för trådlös kommunikation – kunde fungera i praktiken. Tekniken är i dag en grundläggande del av 5G-näten. 

– Till skillnad från andra massive MIMO-testbäddar fördelar LuLIS både antenner och beräkningar på ett antal paneler där data behandlas i realtid, något som speglar verklighetens behov, säger Vilgot Snygg, doktorand i integrerade elektroniksystem.

Föregångaren LuMaMi (Lund University Massive MIMO testbed) innehar fortfarande tio år senare världsrekordet i spektrumeffektivitet, uppnått tillsammans med University of Bristol. Med hjälp av LuMaMi kunde forskarna särskilja 22 samtidiga användare inom samma frekvensband.

– Med den nya uppställningen kan vi ta oss an 32 användare i närtid. Med en senare uppskalning av testbädden har vi som mål att slå rekordet från 2016 tiofalt, säger Ove Edfors.

Finansiering och artikel

• Största finansiär för utveckling av testbädden har varit Stiftelsen för strategisk forskning (SSF) och ELLIIT (Excellence Center at Linköping-Lund in Information Technology) har bidragit med stöd för användning
• Industriparterna Ericsson och Sony stöttade projektet från början och AMDs universitetsprogram har bidragit med stora delar av de hårdvarulösningar (RFSoC) som används i testbädden.
• Förutom de som intervjuats här har doktoranderna Sijia Cheng (LTH) och Mikael Henriksson (Linköpings universitet) har bidragit till stora delar av utvecklingsarbetet, tillsammans med flera master-studenter.

Dumitra Iancu, Vilgot Snygg, Sijia Cheng, Lina Tinnerberg, Mikael Henriksson, Emil Bergman, Anders J Johansson, Baktash Behmanesh, Ove Edfors, Liang Liu (2026). 
A Scalable 256-Antenna Distributed MIMO Testbed with Real-Time Fully Digital Beamforming

Kontakt

För mer information kontakta Ove Edfors:
Telefon+46462229026
ove.edfors@eit.lth.se

Lunds universitet grundades 1666 och rankas återkommande som ett av världens främsta lärosäten. Här finns omkring 46 000 studenter och 8 500 medarbetare i Lund, Helsingborg och Malmö. Vi förenas i vår strävan att förstå, förklara och förbättra vår värld och människors villkor. Prenumera på vårt nyhetsbrev Apropå! där några av våra drygt 5 000 forskare kommenterar aktuella händelser: https://www.lu.se/kategori/nyhetsbrevet-apropa